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  • c++ 模板<template class T>

    在c++中有如下语句 
     int a; 
     char b; 
     long c; 
     float d; 
     像上面的 int, char, long, float 被称为“类型”。 
     有时需要将“类型”也做为参数来处理,比如,要写一个比较大小的函数 comp(x,y) 
     如果是两个int型比较就返回一个int类型的值,如果是两个float型比较就返加一个float型结果,当然可以用函数重载来实现,但利用函数模板就只要写一个函数 
     template<class T> 
     T  comp(T x,T y) 
     { 
     return x>y?x:y;
     } 
     其中template<class T>就是声明将T作为一个类型参数 和以下重载的函数比较一下
     int comp(int x,int y)
     {
     return x>y?x:y;
     }
     float comp(float x,float y) 
     { 
     return x>y?x:y;
     } 
     简单的说, 模板 就是一个函数或类模板可以解决不同类型的问题
     
     

    #include "stdafx.h"
    #include<iostream>
    #include <conio.h> 
    #include<string.h>
    using namespace std;
    template <class T> 
    T s(T i,T j)
    {
    T a;
    a=i;
    i=j;
    j=a;
    return a ;
    }

    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {

        int i=1,j=2;
    cout<<i<<"-"<<j<<endl;
    s(i,j);
    cout<<i<<"-"<<j<<endl;
    char c='a',h='b';
    cout<<c<<"-"<<h<<endl;
        s(c,h);
    cout<<c<<"-"<<h<<endl;

    return 0;
    }

    ////////////////////////////////////////////////////////////////

    C++ 模板基础谈

    1. 什么是模板

    模板定义:模板就是实现代码重用机制的一种工具,它可以实现类型参数化,即把类型定义为参数,从而实现了真正的代码可重用性。

    我们知道,C++ 是一种“强类型”的语言,也就是说一个变量,编译器必须确切的知道它的类型,而模板就是构建在这个强类型语言基础上的泛型系统。

    2. 模板的语法

    模板函数

    template < typename {类型参数名称}, [ int {Name}=...][, ...] >

    {函数定义}

    模板类

    template < typename ... , [ int {Name}=...] >

    class ...

    模板的参数可以是类型,或者是一个 int 型的值(或者可以转换为int 型的,比如 bool)。

    3. 模板的使用

    显式类型参数:对于模板函数,在函数名后添加 < {类型参数表} >。对于模板类,在类后添加 < {类型参数表} >

    隐式类型参数:对于模板函数,如果类型参数可以推导,那么可以省略类型参数表

    举个例子:

    template < typename T >

    T max( T a, T b )

    {

    return a < b ? b : a;

    }

    这个 max 函数就是一个模板函数,它可以传入一个 “类型”的参数,以便实现任意类型求最大值的效果。假设我们这样使用它:

    int x=5, y=10;

    int z=max <int>( x, y );

    这时候发生了什么呢?我们传入的“类型参数”是int,因此编译器在编译这段代码时会使用 int 来构造一个新函数:

    int max( int a, int b )

    {

    return a < b ? b : a;

    }

    后面的事就和编译普通的函数一样了,C++编译器继续使用强类型系统编译这个函数,由强类型系统来检查这个函数是否正确。

    这个过程叫做模板的“特化”,它发生在编译期,当编译器发现模板函数、模板类被使用(注意,不是定义)的时候进行的。这个系统实际上比较像宏,但是比宏更为智能。

    很明显,编译器必须知道模板如何特化这个函数,因此模板函数的实现,必须在“使用点”之前,因此模板库只能通过头文件库的形式来提供。

    4. 模板的类型推导

    对于函数,编译器是知道传入参数的类型的,比如上面的max,max < ? >( x, y ),由于第一个参数 x 是 int 类型的,那么 ? 这里需要填写什么呢?

    我们可以很明显的推断出应该是 "int",否则,后面的强类型系统将无法编译这个函数。编译器同样知道 x 的类型,因此它也能推导出“类型参数”,这时候我们调用时就可省略模板参数了。

    这个推导是按顺序来的,因此如果上面的 y 是其他类型,? 仍然会被推导为 int,如果y无法隐性转换为int,强类型编译时就会报错。

    5. 类型推导的隐式类型转换

    在决定模板参数类型前,编译器执行下列隐式类型转换:

    左值变换

    修饰字转换

    派生类到基类的转换

    见《C++ Primer》([注2],P500)对此主题的完备讨论。

    简而言之,编译器削弱了某些类型属性,例如我们例子中的引用类型的左值属性。举例来说,编译器用值类型实例化函数模板,而不是用相应的引用类型。

    同样地,它用指针类型实例化函数模板,而不是相应的数组类型。

    它去除const修饰,绝不会用const类型实例化函数模板,总是用相应的非 const类型,不过对于指针来说,指针和 const 指针是不同的类型。

    底线是:自动模板参数推导包含类型转换,并且在编译器自动决定模板参数时某些类型属性将丢失。这些类型属性可以在使用显式函数模板参数申明时得以保留。

    6. 模板的偏特化

    如果我们打算给模板函数(类)的某个特定类型写一个函数,就需要用到模板的偏特化,比如我们打算用 long 类型调用 max 的时候,返回小的值(原谅我举了不恰当的例子):

    template <> // 这代表了下面是一个模板函数

    long max <long>( long a, long b ) // 对于 vc 来说,这里的 <long> 是可以省略的

    {

    return a > b ? b : a;

    }

    实际上,所谓偏特化,就是代替编译器完成了对指定类型的特化工作,现代的模板库中,大量的使用了这个技巧。

    7. 仿函数

    仿函数这个词经常会出现在模板库里(比如 STL),那么什么是仿函数呢?

    顾名思义:仿函数就是能像函数一样工作的东西,请原谅我用东西这样一个代词,下面我会慢慢解释。

    void dosome( int i )

    这个 dosome 是一个函数,我们可以这样来使用它: dosome(5);

    那么,有什么东西可以像这样工作么?

    答案1:重载了 () 操作符的对象,比如:

    struct DoSome

    {

    void operator()( int i );

    }

    DoSome dosome;

    这里类(对 C++ 来说,struct 和类是相同的) 重载了 () 操作符,因此它的实例 dosome 可以这样用 dosome(5); 和上面的函数调用一模一样,不是么?所以 dosome 就是一个仿函数了。

    实际上还有答案2:

    函数指针指向的对象。

    typedef void( *DoSomePtr )( int );

    typedef void( DoSome )( int );

    DoSomePtr *ptr=&func;

    DoSome& dosome=*ptr;

    dosome(5); // 这里又和函数调用一模一样了。

    当然,答案3 成员函数指针指向的成员函数就是意料之中的答案了。

    8. 仿函数的用处

    不管是对象还是函数指针等等,它们都是可以被作为参数传递,或者被作为变量保存的。因此我们就可以把一个仿函数传递给一个函数,由这个函数根据需要来调用这个仿函数(有点类似回调)。

    STL 模板库中,大量使用了这种技巧,来实现库的“灵活”。

    比如:

    for_each, 它的源代码大致如下:

    template < typename Iterator, typename Functor >

    void for_each( Iterator begin, Iterator end, Fucntor func )

    {

    for( ; begin!=end; begin++ )

    func( *begin );

    }

    这个 for 循环遍历了容器中的每一个元素,对每个元素调用了仿函数 func,这样就实现了 对“每个元素做同样的事”这样一种编程的思想。

    特别的,如果仿函数是一个对象,这个对象是可以有成员变量的,这就让 仿函数有了“状态”,从而实现了更高的灵活性。

    我的一点点理解:关于类之间的模板值传递

    先贴一段程序,vs2008,编译通过:

    #include <iostream>

    using namespace std;

    template <class T>

    class classOne{

    private:

    T a;

    public:

    T getA(T b){

       a=b;

       return a;

    }

    };

    template <class T>

    class classTwo{

    private:

    classOne<T> test;

    public:

    T out(T b){

       return test.getA(b);

    }

    };

    int main(){

    classTwo<int> test2;

    cout<<test2.out(3)<<endl;

    return 0;

    }

    将classOne定义为模板类,我原来一直搞不清楚classTwo如何传递模板值给它,其实和一般传值是一样的了,但似乎网上的教程都没有说,或许是太简单了,只是我理解不透没想到。恩,不作解释了,是在看不懂的,留言回答

    当然这里还有一个弱点,就是在访问classTwo中访问classOne实例的a属性时,由于是私有属性,所以在classTwo中不能直接test.a,访问,解决这个问题,用友元类。

    #include <iostream>

    using namespace std;

    template <class T>

    class classOne{

    friend classTwo<T>;

    private:

    T a;

    public:

    T getA(T b){

       a=b;

       return a;

    }

    };

    template <class T>

    class classTwo{

    private:

    classOne<T> test;

    public:

    T out(T b){

       test.a=b;

       return test.a;

    }

    };

    int main(){

    classTwo<int> test2;

    cout<<test2.out(3)<<endl;

    return 0;

    }

    但还是报错。原因在于先声明友元类。在classOne上面如此声明就可以了。

    template <class T>

    class classTwo;

    模板stack 堆栈实现:http://hi.baidu.com/%B4%E5%E6%DE/blog/item/44318981e11ebbde9123d9e5.html

    模板queue循环队列现:http://hi.baidu.com/%B4%E5%E6%DE/blog/item/bf79efaebdf814c57cd92ae4.html

    模板 单链表 循环链表 双向链表 实现:http://hi.baidu.com/%B4%E5%E6%DE/blog/item/204876fbc421ef809f514622.html

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